请教高手：为什么汽轮机拖动的鼓风机的功率越高，转速反而越低呢？

Question

在冶金设计院干了几年，多与钢铁厂合作，他们的高炉大多是利用汽轮机拖动的。
这就发现了一个问题，拖动风机的汽轮机的转速会随着风机功率的增大反而降低了。
请问高手，这是汽轮机特性决定的吗？请讲具体一点，谢谢！

Answer 1

风机是汽轮机的负载。风机功率越大，即负载越重，需要拖动他的汽轮机输出的功率也要越大。
当汽轮机输出功率一定时（即输出功率不能“足够大”时），负载过重或超载，它就会自动降低转速，超载越多，减速越多，极端情况下，汽轮机会因负载过重而停转，它干不了了，歇工了。
这里的问题在对“风机的功率”的理解。实际上，风机是不会做功的，它是一个纯负载。它是要求别人（这里，这个“别人”就是汽轮机）为它做功，它才会转起来。所以“风机的功率”、实际是“风机的输入功率”。
汽轮机有一个“负载特性”曲线，描述它的轴转速与轴负载的关系，随着轴负载加重、轴转速随之降低，当明显超载时，转速就明显降低。通常，一个出力的设备都有一个“负载能力”或“额定输出功率”指标，在额定输出范围内，输出特性的降低不太明显，或者说：输出特性的降低在容许范围之内而已。追问

wnxn08你好，首先感谢你热心的回答，你回复的内容我已了解。
但是我更想知道的是不同额定功率档次的风机的功率与转速的关系。
比如说：额定功率是25MW的风机/汽轮机的额定转速可达4500rpm左右，但是额定功率为35MW的风机/汽轮机的额定转速就只能达到4150rpm左右了，额定功率更大的风机/汽轮机的额定转速就只能更低了。
请问这又是为什么呢？望再赐教，谢谢！

追答

你追问的问题实际上是“为什么汽轮机的功率愈大、转速愈低”？这是汽轮机设计中的问题。
我想，其中的一个原因是：汽轮机功率（输出功率）越大，整体结构就越大，它的转子直径也就愈大，转动时转动惯量也愈大，转子外缘的线速度就非常大，这就要求转子的结构强度也非常大，但
实际这是有限制的。制造大功率汽轮机要求有高强度的新型结构材料，或者适当降低转速，否则，就“转飞了”（散架了）。所以，这是由于制造材料和结构设计上的原因造成的。事实上，研制制造超大功率汽轮机的新型材料是一个非常重要的课题。我们参观发电厂可以见到，发电功率越大的汽轮机组、转速越低，“安全第一”啊。 这个解释供你参考。

Answer 2

这个道理和电动机一样，当负载增大时，转速要减小来保证稳定运行，转速减小的过程中，转矩是增大的，可以看一下电动机的负载和转速的特性曲线，在稳定区内，转速下降，转矩增大，在不稳定区内，转速下降，转矩也下降。旋转类机械的特性差不多。

Answer 3

汽轮机的转速可由初参数与出力经热力计算确定。汽轮机设计时存在自身的转速范围，如果被拖动机械未规定所需转速，则汽机根据所提供的初参数计算出满足被拖动机械出力要求的转速。并不是绝对的说功率越大，转速越大或越小。
一般说来实际的额定转速是由被拖动机械提出，汽轮机在自身转速范围内去满足被拖动机械。也就是说4150rpm应该是风机在额定工况下向汽轮机提出的转速，汽轮机去满足这个转速。

Answer 4

当进汽量一定的时候，功率增大转速是会下降的；要想保持转速不变，那就要增大进汽量了

Answer 5

这已经是超过额定负载了，汽轮机的进汽量已不能保证风机的功率输出，这时应更换汽轮机来保证足够功率输出，或适当降低风机的功率，保证汽轮机的正常运行状态。